直方图均衡

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我们已经看到，可以使用直方图拉伸来增加对比度。在本教程中，我们将了解如何使用直方图均衡来增强对比度。

在进行直方图均衡之前，您必须了解直方图均衡中使用的两个重要概念。这两个概念称为 PMF 和 CDF。

它们在我们的 PMF 和 CDF 教程中进行了讨论。请访问他们以成功掌握直方图均衡化的概念。

直方图均衡

直方图均衡化用于增强对比度。在此情况下，对比度不必总是增加。在某些情况下，直方图均衡可能会更糟。在这种情况下，对比度会降低。

让我们通过将下面的图像作为简单图像来开始直方图均衡化。

图像

该图像的直方图

该图像的直方图如下所示。

现在我们对其进行直方图均衡化。

PMF

首先我们必须计算该图像中所有像素的 PMF（概率质量函数）。如果您不知道如何计算PMF，请访问我们的PMF计算教程。

CDF

我们的下一步涉及 CDF（累积分布函数）的计算。同样，如果您不知道如何计算 CDF，请访问我们的 CDF 计算教程。

根据灰度计算CDF

例如，让我们考虑一下，第二步中计算的 CDF 如下所示。

然后，在此步骤中，您将 CDF 值乘以 (灰度级 (负) 1) 。

考虑到我们有一个 3 bpp 图像。那么我们的层数是 8。1 减去 8 就是 7。所以我们将 CDF 乘以 7。这是相乘后得到的结果。

现在我们已经到了最后一步，我们必须将新的灰度值映射到像素数。

让我们假设我们的旧灰度值具有这些像素数。

现在，如果我们将新值映射到 ，那么这就是我们得到的。

现在将这些新值映射到直方图上，就完成了。

让我们将这种技术应用到我们的原始图像上。应用后我们得到了下面的图像及其直方图。

直方图均衡图像

该图像的累积分布函数

直方图 均衡直方图

比较直方图和图像

结论

从图像中可以清楚地看到，新图像的对比度得到了增强，直方图也得到了均衡。这里还需要注意一件重要的事情，在直方图均衡期间，直方图的整体形状发生变化，而在直方图拉伸中，直方图的整体形状保持不变。